package com.yiwenup.struct._02_tree.bst.bbst;

import com.yiwenup.struct._02_tree.bst.bbst.base.BalancedBinarySearchTree;

import java.util.Comparator;

/**
 * 红黑树
 **/
public class RBTree<E> extends BalancedBinarySearchTree<E> {
    public static final boolean RED = false;
    public static final boolean BLACK = true;

    public RBTree() {
        this(null);
    }

    public RBTree(Comparator<E> comparator) {
        super(comparator);
    }

    @Override
    protected void afterAdd(Node<E> node) {
        Node<E> parent = node.parent;
        // 添加的是根节点，或者上溢到了根节点
        if (parent == null) {
            black(node);
            return;
        }

        // 如果父节点是黑色则返回
        if (isBlack(parent)) return;

        // 叔父节点
        Node<E> uncle = parent.sibling();
        // 祖父节点
        Node<E> grand = parent.parent;
        if (isRed(uncle)) {
            black(parent);
            black(uncle);
            // 将祖父节点当作新添加的节点上溢
            afterAdd(red(grand));
            return;
        }

        // 叔父节点不是红色的
        if (parent.isLeftChild()) {
            red(grand);
            if (node.isLeftChild()) {
                // LL
                black(parent);
            } else {
                // LR
                black(node);
                rotateLeft(parent);
            }
            rotateRight(grand);
        } else {
            red(grand);
            if (node.isRightChild()) {
                // RR
                black(parent);
            } else {
                // RL
                black(node);
                rotateRight(parent);
            }
            rotateLeft(grand);
        }
    }

    @Override
    protected void afterRemove(Node<E> node) {
//        if (isRed(node)) {
//            // 如果删除的节点是红色，则直接删除
//            return;
//        }
        if (isRed(node)) {
            // 如果删除的节点是红色，则直接删除
            // 或者将要取代被删除节点位置的节点，如果是红色
            black(node);
            return;
        }

        // 删除的是叶子
        Node<E> parent = node.parent;
        if (parent == null) return;

        // 下溢
        boolean wasLeft = parent.left == null || node.isLeftChild();
        Node<E> sibling = wasLeft ? parent.right : parent.left;
        if (wasLeft) {
            // 被删除的节点在左边
            if (isRed(sibling)) {
                // 如果兄弟节点是红色，则通过旋转将情况变成兄弟节点是黑色的情况
                black(sibling);
                red(parent);
                rotateLeft(parent);
                // 重新赋值兄弟
                sibling = parent.right;
            }

            // 兄弟节点是黑色
            if (isBlack(sibling.left) && isBlack(sibling.right)) {
                boolean parentBlack = isBlack(parent);
                black(parent);
                red(sibling);
                if (parentBlack) {
                    afterRemove(parent);
                }
            } else {
                // 兄弟节点至少有一个红色子节点
                if (isBlack(sibling.right)) {
                    rotateRight(sibling);
                    sibling = parent.right;
                }

                color(sibling, colorOf(parent));
                black(sibling.right);
                black(parent);

                rotateLeft(parent);
            }
        } else {
            // 被删除的节点在右边
            if (isRed(sibling)) {
                // 如果兄弟节点是红色，则通过旋转将情况变成兄弟节点是黑色的情况
                black(sibling);
                red(parent);
                rotateRight(parent);
                // 重新赋值兄弟
                sibling = parent.left;
            }

            // 兄弟节点是黑色
            if (isBlack(sibling.left) && isBlack(sibling.right)) {
                boolean parentBlack = isBlack(parent);
                black(parent);
                red(sibling);
                if (parentBlack) {
                    afterRemove(parent);
                }
            } else {
                // 兄弟节点至少有一个红色子节点
                if (isBlack(sibling.left)) {
                    rotateLeft(sibling);
                    sibling = parent.left;
                }

                color(sibling, colorOf(parent));
                black(sibling.left);
                black(parent);

                rotateRight(parent);
            }
        }
    }

    private boolean isBlack(Node<E> node) {
        return colorOf(node) == BLACK;
    }

    private boolean isRed(Node<E> node) {
        return colorOf(node) == RED;
    }

    private boolean colorOf(Node<E> node) {
        return node == null ? BLACK : ((RBNode<E>) node).color;
    }

    private Node<E> red(Node<E> node) {
        return color(node, RED);
    }

    private Node<E> black(Node<E> node) {
        return color(node, BLACK);
    }

    /**
     * 染色
     *
     * @param node  染色节点
     * @param color 颜色
     * @return 染色节点
     */
    private Node<E> color(Node<E> node, boolean color) {
        if (node == null) return null;
        ((RBNode<E>) node).color = color;
        return node;
    }

    @Override
    protected Node<E> createNode(E element, Node<E> parent) {
        return new RBNode<>(element, parent);
    }

    private static class RBNode<E> extends Node<E> {
        private boolean color = RED;

        public RBNode(E element, Node<E> parent) {
            super(element, parent);
        }

        @Override
        public String toString() {
            String str = "";
            if (color == RED) {
                str = "R_";
            }
            return str + element.toString();
        }
    }
}
